Добавить новость

Travel-эксперт Тариел Гажиенко: как сэкономить на новогодних путешествиях: советы от эксперта

Четверо жителей Тверской области полтора года обворовывали дальнобойщиков на трассе М11 в Новгородской области

Более 120 тысяч пользователей электросамокатов заблокировали в Москве

Студенты и сотрудники ГУАП поздравили пенсионеров с Днем пожилого человека

News in English


Новости сегодня

Новости от TheMoneytizer

Spin squeezing for all

Physicists Maxwell Block (left) and Bingtian Ye describe how they’ve put spin squeezing within better reach.

Courtesy of Yao Lab

Science & Tech

Spin squeezing for all

Physicists ease path to entanglement for quantum sensing

4 min read

Nothing in science can be achieved or understood without measurement. Today, thanks to advances in quantum sensing, scientists can measure things that were once impossible to even imagine: vibrations of atoms, properties of individual photons, fluctuations associated with gravitational waves.

A quantum mechanical trick called “spin squeezing” is widely recognized to hold promise for supercharging the capabilities of the world’s most precise quantum sensors, but it’s been notoriously difficult to achieve. In new research, Harvard physicists describe how they’ve put spin squeezing within better reach.

A type of quantum entanglement, spin squeezing constrains the way an ensemble of particles can fluctuate. This enables more precise measurements of certain observable signals, at the expense of measuring other, complementary signals as accurately — think of how squeezing a balloon yields more height at the expense of width.

“Quantum mechanics can enhance our ability to measure very small signals,” said Norman Yao, a physics professor and author of the new paper on spin squeezing in Nature Physics. “We have shown that it is possible to get such quantum-enhanced metrology in a much broader class of systems than was previously thought.”

In the balloon metaphor, a circle represents the uncertainty intrinsic to any quantum measurement, explained Maxwell Block, co-author of the paper and a former Griffin Graduate School of Arts and Sciences student. “By squeezing this uncertainty, making the balloon more like an ellipse, one can reshape the sensitivity of measurements,” Block said. “This means that certain measurements can be more precise than anything one could possibly do without quantum mechanics.”

Spin squeezing is a form of quantum entanglement that can enable more precise measurements (middle). Previously known to arise only in all-to-all interacting systems (left), Harvard researchers have shown that spin squeezing can occur more generally in locally interacting systems that form planar magnets (right).

Credit: Bingtian Ye

An analog of spin squeezing was used, for example, to increase the sensitivity of the Nobel-garnering gravitational wave detectors in the LIGO experiment.   

The Harvard team’s work built upon a landmark 1993 paper that first described the possibility of a spin-squeezed, entangled state brought about by “all-to-all” interactions between atoms. Such interactions are akin to a large Zoom meeting, in which each participant is interacting with every other participant at once. Between atoms, this type of connectivity easily enables the build-up of the quantum mechanical correlations necessary to induce a spin-squeezed state. However, in nature, atoms typically interact in a way that’s more like a game of telephone, only speaking with a few neighbors at a time.

“For years, it has been thought that one can only get truly quantum-enhanced spin squeezing via all-to-all interactions,” said Bingtian Ye, co-lead author of the paper and also a former Griffin Graduate School of Arts and Sciences student. “But what we have shown is that it is actually way easier.”

In their paper, the researchers outline a new strategy for generating spin-squeezed entanglement. They intuited, and together with collaborators in France quickly confirmed via experiment that the ingredients for spin squeezing are present in a ubiquitous type of magnetism found often in nature — ferromagnetism, which is also the force that makes refrigerator magnets stick. They posit that all-to-all interactions are not necessary to achieve spin squeezing, but rather, so long as the spins are connected well enough to sync into a magnetic state, they should also be able to dynamically generate spin squeezing.

The researchers are optimistic that by thus lowering the barrier to spin squeezing, their work will inspire new ways for quantum scientists and engineers to create more portable sensors, useful in biomedical imaging, atomic clocks, and more.

In that spirit, Yao is now leading experiments to generate spin-squeezing in quantum sensors made out of nitrogen-vacancy centers, which are a type of defect in the crystal structure of diamond that have long been recognized as ideal quantum sensors.

The research received federal support from: the Army Research Office, the Office of Naval Research, the Department of Energy, the Department of Defense, and the National Science Foundation.

Читайте на 123ru.net


Новости 24/7 DirectAdvert - доход для вашего сайта



Частные объявления в Вашем городе, в Вашем регионе и в России



Smi24.net — ежеминутные новости с ежедневным архивом. Только у нас — все главные новости дня без политической цензуры. "123 Новости" — абсолютно все точки зрения, трезвая аналитика, цивилизованные споры и обсуждения без взаимных обвинений и оскорблений. Помните, что не у всех точка зрения совпадает с Вашей. Уважайте мнение других, даже если Вы отстаиваете свой взгляд и свою позицию. Smi24.net — облегчённая версия старейшего обозревателя новостей 123ru.net. Мы не навязываем Вам своё видение, мы даём Вам срез событий дня без цензуры и без купюр. Новости, какие они есть —онлайн с поминутным архивом по всем городам и регионам России, Украины, Белоруссии и Абхазии. Smi24.net — живые новости в живом эфире! Быстрый поиск от Smi24.net — это не только возможность первым узнать, но и преимущество сообщить срочные новости мгновенно на любом языке мира и быть услышанным тут же. В любую минуту Вы можете добавить свою новость - здесь.




Новости от наших партнёров в Вашем городе

Ria.city

Лекция «Картина мира человека Средневековья»

Кубок России. «Локомотив» — «Оренбург». Прямая трансляция: смотреть онлайн

Ирина Алексеева победила в конкурсе красоты Miss Fashion 2024 в Москве

Специальная акция от Роспромтест — скидки на сертификацию ISO

Музыкальные новости

Власти Грузии положительно оценили заявление Лаврова о Южной Осетии и Абхазии

Предприятие холдинга «Швабе» организует фотопрогулку с тест-драйвом фотообъективов «Зенит»

ЧЭРЗ завершил капитальный ремонт внутренней железнодорожной инфраструктуры

Сергей Светлаков презентовал комедию «Беляковы в отпуске» в Москве

Новости России

Правила движения достойны уважения.

Специальная акция от Роспромтест — скидки на сертификацию ISO

Детский мастер-класс по росписи гипсовых фигур прошел в Волоколамске

Рекордсмен «Жигулёвской мили» смог разогнаться на акватории Волги до 195 км/ч

Экология в России и мире

Команда сервисного локомотивного депо «Вологда» филиала «Северный» ООО «ЛокоТех-Сервис» стала серебряным призёром турнира по мини-футболу «Рабочее первенство»

На Сейшелы - слушать песни китов

Культурный центр «Интеграция» приглашает на концерт ко Дню пожилого человека

Журналистка Ксения Собчак появилась на публике в шляпе гусара

Спорт в России и мире

Пекин (ATP). 2-й круг. Котов сыграет с Коболли, Сафиуллин – с Синнером, Медведев – с Маннарино

Сафиуллин проиграл Синнеру и не смог выйти в четвертьфинал теннисного турнира в Пекине

Даниил Медведев вышел во второй круг турнира ATP-500 в Пекине

Теннисист Хачанов пробился в четвертьфинал турнира в Пекине

Moscow.media

Завершен капремонт моста через ерик Широкий Банный в Астраханской области

Осеннее утро...

В Ленинском районе Крыма проверили бывших мигрантов, не вставших на воинский учет

По факту ДТП с автобусом и грузовиком на Кубани возбудили уголовное дело











Топ новостей на этот час

Rss.plus






Студенты и сотрудники ГУАП поздравили пенсионеров с Днем пожилого человека

Олег Белозеров избран главой Федерации гимнастики России

Отклонение от климатической нормы: какая погода ждет россиян в октябре

Более 120 тысяч пользователей электросамокатов заблокировали в Москве